Produzione di anticorpi monoclonali in E. coli: progressi e prospettive

Gli anticorpi monoclonali (mAb), che sono glicoproteine ​​solubili di circa 150 kDa costituite da catene pesanti e leggere, sono ampiamente utilizzati nel trattamento di tumori e malattie autoimmuni. Negli ultimi anni, i metodi di produzione di mAb e dei loro derivati ​​sono diventati diversi, con Escherichia coli (E. coli) emergendo come un ospite importante per la produzione di frammenti di anticorpi.

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Metodi di produzione di mAb in E. coli

L'E. coli offre una crescita rapida, bassi costi, facilità di utilizzo e flessibilità nell'espressione all'interno del citoplasma, del periplasma o del terreno di coltura. Nell'E. coli, la produzione di anticorpi è principalmente categorizzata in produzione periplasmatica, citoplasmatica e citoplasmatica semi-ossidata, nonché sistemi di sintesi proteica acellulare (CFPS). La produzione periplasmatica ha raggiunto alte rese di immunoglobulina G funzionale a lunghezza intera (FL-IgG) attraverso un'espressione ottimizzata e un equilibrio di secrezione. La produzione citoplasmatica affronta sfide dovute all'ambiente riducente, ma la FL-IgG funzionale è stata espressa con successo da ceppi ingegnerizzati per creare un ambiente ossidativo. Il sistema CFPS ha raggiunto una produzione efficiente di anticorpi regolando le regioni di inizio della traduzione e aggiungendo proteine ​​chaperone.

Caratterizzazione degli anticorpi e controllo di qualità

Il controllo di qualità degli anticorpi include caratterizzazioni biochimiche, biofisiche e biologiche. La caratterizzazione biochimica analizza la struttura, la sequenza e la glicosilazione degli anticorpi, tra gli altri. La caratterizzazione biofisica valuta l'omogeneità, la solubilità e la stabilità. La caratterizzazione biologica convalida la bioattività degli anticorpi, tra cui ADCC e CDC, tra gli altri. Sebbene gli anticorpi deglicosilati prodotti in E. coli non abbiano alcune funzioni effettrici Fc, gli studi hanno dimostrato che la loro stabilità è simile a quella degli anticorpi glicosilati e mostrano un'efficacia terapeutica simile in condizioni testate.

Per ripristinare o potenziare gli effetti immunitari degli anticorpi deglicosilati, è possibile progettare domini Fc. Ad esempio, i mutanti che si legano a FcɣRI possono essere sottoposti a screening per potenziare la funzione effettrice ADCC. Questi anticorpi progettati dimostrano significativi effetti biologici e potenziale terapeutico sia in vitro che in vivo.

Conclusione

In sintesi, la produzione di anticorpi deglicosilati in E. coli ha fatto importanti progressi nel campo della produzione di anticorpi, riducendo i costi e migliorando la qualità. Sebbene manchino di alcune funzioni effettrici Fc, attraverso la progettazione ingegneristica, mostrano funzioni effettrici migliorate e potenziale terapeutico. Si prevede che in futuro più anticorpi deglicosilati prodotti in E. coli entreranno negli studi clinici.

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